JP2013141809A - 液体容器および液体消費装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体の噴射不良などの不具合を発生させることなく、空気取入口から液体が漏れ出すことを防止可能とする。
【解決手段】空気取入口を塞ぐ蓋部と蓋部の一端側を液体収容部の内壁に対して回動可能に取り付ける取付部とを有する逆止弁を、液体収容部の空気取入口に対して、蓋部によって空気取入口が塞がれた状態での取付部から取付部の反対側に向かう方向と、空気取入口から液体流出口に向かう方向とを異ならせて取り付ける。こうすれば、何らかの理由によって液体収容部内の負圧が小さくなった場合でも、空気取入口から液体が流出することを防ぐことができる。また、開弁時に逆止弁の蓋部によって気泡が液体流出口の方向に流されていくことを抑制することができるので、液体流出口から気泡が流出することによって、噴射不良などの不具合が生ずることを回避することが可能となる。
【選択図】図４

Description

本発明は、液体消費装置に液体を供給する技術に関する。

噴射ヘッドから液体を噴射する液体消費装置（例えば、インクジェットプリンター）が知られている。噴射ヘッドから噴射される液体は専用の収容容器に収容されており、この収容容器内の液体を、接続チューブなどを介して噴射ヘッドに供給する。

また、噴射された分だけの液体を収容容器から噴射ヘッドに供給する目的で、いわゆる「マリオットの瓶」の原理が用いられることがある（特許文献１）。この原理を用いた収容容器には、収容容器の底部に液体供給口と空気取入口とが設けられており、液体供給口は接続チューブを介して噴射ヘッドに接続され、空気取入口は空気通路を介して外部と連通している。収容容器の内部は負圧となっており、液体供給口（あるいは空気取入口）から流出しようとする液体を、負圧によって収容容器内に保持しておく構造となっている。また、噴射ヘッドに向けて液体が吸い出されると、収容容器内の負圧が大きくなるので、空気取入口から空気が取り込まれる。その結果、収容容器内の負圧が小さくなって、液体が流出しようとする力と、収容容器内の負圧とが釣り合った状態に復帰する。

特開２０１１−２４０７０５号公報

しかし、このような液体の収容容器では、何らかの理由で収容容器内の負圧が低下すると、収容容器内の液体が空気通路から外部に漏れ出してしまうという問題があった。もちろん、空気取入口に逆止弁を設ければ、こうした問題を回避することができるが、逆止弁を設けると、空気取入口から空気を取り込む際に逆止弁の部分で細かい気泡が発生する。そして、この気泡が液体とともに噴射ヘッドに供給されて、液体の噴射不良などの不具合を発生させるので、逆止弁を設けることはできなかった。

この発明は、従来の技術が有する上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、液体の噴射不良などの不具合を発生させることなく、空気通路から液体が漏れ出すことを防止可能とする技術の提供を目的とする。

上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の液体容器は次の構成を採用した。すなわち、
液体消費装置に液体を供給する液体容器であって、
内部に液体を収容可能な液体収容部と、
前記液体収容部から前記液体消費装置に向けて液体が流出する液体流出口と、
前記液体容器の外部から前記液体収容室内に空気を取り入れる空気取入口と、
前記空気取入口を塞ぐ蓋部が、該蓋部の一端側に設けられた取付部によって、該空気取入口が形成された前記液体収容部の内壁に対して回動可能に取り付けられた逆止弁と
を備え、
前記逆止弁は、前記蓋部によって前記空気取入口が塞がれた状態での前記取付部から該取付部の反対側に向かう方向が、該空気取入口から前記液体流出口に向かう方向とは異ならせて取り付けられていることを要旨とする。

このような本発明の液体容器においては、液体の自重によって液体の液面が下がろうとすることで液体収容部内が負圧となっており、この負圧によって、液体流出口（あるいは空気取入口）から流出しようとする液体が液体収容部内に保持されている。液体流出口から液体消費装置に液体が供給されると、液体収容部内の負圧が大きくなって逆止弁が開き、空気取入口から空気が取り込まれる。空気取入口には逆止弁が設けられており、この逆止弁は、空気取入口を塞ぐ蓋部と、蓋部の一端側を液体収容部の内壁に対して回動可能に取り付ける取付部とを有している。そして、蓋部によって空気取入口が塞がれた状態での取付部から取付部の反対側に向かう方向が、空気取入口から液体流出口に向かう方向とは異ならせて取り付けられている。

空気取入口には逆止弁が設けられているので、何らかの理由で液体収容部内の負圧が低下した場合でも、液体収容部内の液体が空気取入口から外部に漏れ出すことを防止することができる。また、上述のような態様で逆止弁を設けることによって、逆止弁が開弁した際に、蓋部によって空気取入口の位置に生じた細かい気泡が液体流出口の方向に流されていくことを抑制することができる。その結果、液体とともに細かい気泡が液体消費装置に供給されることを抑制することができるので、液体の噴射不良などの不具合が発生することも回避可能となる。尚、逆止弁が閉じる際には、蓋部で煽るようにして、空気取入口から液体流出口に向かう方向とは異なる方向に気泡を移動させることもできる。

また、上述した本発明の液体容器において、逆止弁は、蓋部によって空気取入口を塞いだ状態で、取付部の反対側の端部よりも取付部を液体流出口に近い位置に取り付けることとしてもよい。

こうすれば、逆止弁が開弁した際に、空気取入口から液体流出口に向かう経路の途中に蓋部を割り込ませることができるので、蓋部によって空気取入口の位置に生じた気泡が液体流出口の方向に流されていくのを効果的に抑制することができる。その結果、液体流出口から気泡が流出することをより抑制することができるので、液体の噴射不良などの不具合をより回避可能となる。

また、こうした本発明の液体容器は、液体消費装置に液体を供給するために使用されるものである。従って、本発明は、上述した本発明の液体容器を備える液体消費装置の態様で把握することも可能である。

このような態様で把握される本発明の液体消費装置では、液体容器からの細かい気泡の流出が抑制されるので、不具合なく液体を噴射することができる。また、空気取入口からの液体の漏出が防止されることによって、周囲を液体で汚したり、あるいは漏出した液体が無駄となることを防止することが可能である。

いわゆるインクジェットプリンターを例に用いて本実施例の液体消費装置の大まかな構成を示した説明図である。 インクジェットプリンターの内部構造を示した説明図である。 本実施例のインクタンクの構成を示した断面図である。 インク室の空気取入口の位置に逆止弁を設けておく理由を示した説明図である。 噴射ヘッドに細かい気泡が供給されることを、本実施例の逆止弁によって抑制可能となる別の理由を示した説明図である。 変形例のインクタンクの構成を示した説明図である。

以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、次のような順序に従って実施例を説明する。
Ａ．装置構成：
Ａ−１．インクジェットプリンターの構成：
Ａ−２．インクタンクの構成：
Ｂ．変形例：

Ａ．装置構成 ：
Ａ−１．インクジェットプリンターの構成 ：
図１は、いわゆるインクジェットプリンターを例に用いて本実施例の液体消費装置の大まかな構成を示した説明図である。インクジェットプリンター１０は、略箱形の外観形状をしており、前面のほぼ中央には前面カバー１１が設けられ、その左隣には複数の操作ボタン１２が設けられている。前面カバー１１は下端側で軸支されており、上端側を手前に倒すと、印刷用紙２が排出される細長い排紙口１３が現れる。また、インクジェットプリンター１０の背面側には、給紙トレイ１４が設けられており、給紙トレイ１４に印刷用紙２をセットして操作ボタン１２を操作すると、給紙トレイ１４から印刷用紙２が送り込まれ、内部で印刷用紙２に画像等が印刷された後に、排紙口１３から排出される。

また、インクジェットプリンター１０の側面には、箱型のタンクケース５０が設けられている。詳しくは後述するが、タンクケース５０の内部には複数のインクタンクが設けられており、インクジェットプリンター１０が印刷に用いるインクは、このインクタンクから供給される。

図２は、インクジェットプリンター１０の内部構造を示した説明図である。図示されているように、インクジェットプリンター１０の内部には、印刷用紙２上で往復動するキャリッジ２０が設けられている。キャリッジ２０の底面側（印刷用紙２を向いた側）には、複数の噴射ノズルが形成された噴射ヘッド２２が搭載されており、噴射ノズルから印刷用紙２に向かってインクが噴射される。本実施例のインクジェットプリンター１０では、シアン色、マゼンタ色、イエロー色、黒色の４種類のインクを用いてカラー画像を印刷することが可能であり、このことと対応して、キャリッジ２０の噴射ヘッド２２には、インクの種類毎に噴射ノズルが設けられている。

キャリッジ２０は、図示しない駆動機構に駆動されて、ガイドレール２４によってガイドされながら印刷用紙２上で往復動を繰り返す。また、インクジェットプリンター１０には図示しない紙送り機構も設けられており、キャリッジ２０が往復動する動きに合わせて印刷用紙２が少しずつ紙送りされる。そして、キャリッジ２０が往復動する動きと、印刷用紙２が紙送りされる動きとに合わせて、噴射ヘッド２２の噴射ノズルからインクを噴射することによって、印刷用紙２に画像等が印刷される。

噴射ノズルから噴射されるインクは、タンクケース５０内のインクタンク１００に収容されている。本実施例のインクジェットプリンター１０では、シアン色、マゼンタ色、イエロー色、黒色の４種類のインクを使用することから、インクタンク１００もインクの種類毎に設けられている。これらインクタンク１００内のインクは、インクの種類毎に設けられたインクチューブ２６を介して噴射ヘッド２２に供給される。

Ａ−２．インクタンクの構成 ：
図３は、本実施例のインクタンク１００の構成を示した断面図である。図示されているように、インクタンク１００（液体容器）の内部には、インクを収容するインク室１１０（液体収容部）が形成されている。インク室１１０の底部左側の位置にはインク供給口１１２（液体供給口）が設けられており、インク供給口１１２はインクチューブ２６に接続されている。また、インク室１１０の底部右側の位置には、空気取入口１１４が設けられており、空気取入口１１４は、空気通路１２０を介してインクタンク１００の外部（大気）と連通している。さらに、空気通路１２０がインク室１１０に開口する位置（空気取入口１１４の位置）には、逆止弁１３０が設けられている。逆止弁１３０は薄い板状の蓋部１３２と、蓋部１３２の一端側に設けられた取付部１３４とを有している。この逆止弁１３０は、インクタンク１００の底部で、且つ、空気取入口１１４の図面左側（インク供給口１１２側）の位置に対して、取付部１３４が回動可能に取り付けられる。

また、本実施例のインクタンク１００のインク室１１０の上部には、図面右方向に向けて注入口１１６が設けられており、注入口１１６はキャップ１１８で蓋をされている。インク室１１０内のインクが残り少なくなった場合には、注入口１１６が上向きとなるようにインクタンク１００を倒した後、キャップ１１８を開けて注入口１１６からインクを補充することが可能である。

このような構成のインクタンク１００では、次のようにして噴射ヘッド２２にインクを供給している。すなわち、注入口１１６がキャップ１１８で蓋をされた状態では、インク室１１０は密閉されており、この状態で、自重によってインクの液面が下がろうとするので、インク室１１０内は負圧となる。そして、この負圧（図中では黒の矢印で表示）でインク室１１０内のインクの自重による圧力（図中では白の矢印で表示）が支えられることによって、インク供給口１１２や空気取入口１１４からインクが流出しないようになっている。この状態では、インク供給口１１２から噴射ヘッド２２にインクが供給されることはない。

この状態から、噴射ヘッド２２でインクが噴射されることによって、インク供給口１１２から少量のインクが吸い出されたとする。すると、インク室１１０内のインクの液面が下がってインク室１１０内の負圧（負圧の絶対値）が大きくなり、これに伴って、逆止弁１３０が開いて空気取入口１１４から空気が流入する。その後、インク室１１０内の負圧が回復した時点（元の負圧に戻った時点）で逆止弁１３０が閉じて、空気の流入が停止する。噴射ヘッド２２でインクが噴射されている間は、こうしてインク供給口１１２から少量のインクが吸い出される度に、吸い出された分だけの空気（気泡）がインク室１１０に流入する動作が繰り返される。

このようにすることで、噴射ヘッド２２で噴射した分だけのインクをインク室１１０から供給することができる。また、インクを供給した分に相当する空気が空気取入口１１４からインク室１１０に供給されるので、インク供給口１１２からインクを供給する圧力を一定に保つことが可能である。

ここで、前述したように本実施例のインクタンク１００には、インク室１１０の空気取入口１１４の位置に逆止弁１３０が設けられているが、これは次のような理由による。

図４は、インク室１１０の空気取入口１１４の位置に逆止弁１３０を設けておく理由を示した説明図である。たとえば、インクタンク１００が長期保管された場合、キャップ１１８と注入口１１６との隙間からインク室１１０内に空気が入ったり、あるいはインクタンク１００の部材を透過して空気が入ったりすることが起こり得る。すると、図４（ａ）に示されるように、インク室１１０内の負圧が小さくなる結果、空気取入口１１４からインクが流出しようとする。しかし、空気取入口１１４には逆止弁１３０が設けられているので、空気取入口１１４からインクが逆流して空気通路１２０から漏れ出してしまうことを回避することができる。また、インク室１１０内の負圧が小さくなる現象は、気温の高い場所や気圧の低い場所にインクタンク１００が放置されて、インク室１１０内の空気が膨張することによっても起こり得る。このような場合でも、逆止弁１３０によって空気通路１２０からのインクの漏出を回避することができる。

また、逆止弁１３０を空気取入口１１４に設けると、図４（ｂ）に示されているように、空気取入口１１４から空気が取り込まれる際に、空気取入口１１４の位置に細かい気泡が発生する。これに対して、本実施例の逆止弁１３０は、インクタンク１００の底部で、且つ、空気取入口１１４のインク供給口１１２側の位置に対して、逆止弁１３０の一端（取付部１３４）が回動可能に取り付けられているので、インク室１１０への空気の取り込み時には、図４（ｂ）に示すように、開弁した逆止弁１３０の蓋部１３２が壁となって、細かい気泡がインク供給口１１２側に移動するのを抑制することができる。その結果、気泡がインクとともに噴射ヘッド２２に供給されて、インクの噴射不良などの不具合が発生することを回避することが可能である。

尚、本実施例の逆止弁１３０は、逆止弁１３０が閉じた状態で、逆止弁１３０の固定端（取付部１３４が設けられる部分）から逆止弁１３０の自由端に向かう方向が、空気取入口１１４からインク供給口１１２に向かう方向とは反対方向になっている（図３を参照）。このため、図５に示されているように、逆止弁１３０が閉じる際に生ずるインクの流れ（図中では黒い矢印で表示）によって、空気取入口１１４の位置に生じた細かい気泡をインク供給口１１２から遠ざけることができる。その結果、気泡によってインクの噴射不良などの不具合が発生することをより確実に回避することが可能である。

Ｂ．変形例 ：
以上に説明した本実施例のインクタンク１００では、空気取入口１１４は、インク室１１０の底部に設けられており、逆止弁１３０は、インク室１１０の底部で、且つ、空気取入口１１４のインク供給口１１２側の位置に対して、逆止弁１３０の一端が回動可能に取り付けられるものと説明した。しかし、逆止弁は、逆止弁が閉じた状態での逆止弁の固定端から自由端に向かう方向が、空気取入口１１４からインク供給口１１２に向かう方向に向いてさえいなければ、上述した２つの効果（逆止弁が開いた際に細かい気泡のインク供給口１１２側への移動を抑制する効果、あるいは逆止弁が閉じる際にインク供給口１１２から気泡を遠ざける効果）の少なくとも一方を得ることができる。このため、逆止弁を設置する態様は、上述した本実施例のインクタンク１００での態様に限られず、従って、例えば次のように逆止弁を設けることとしてもよい。尚、以下の変形例では、上述した本実施例のインクタンク１００と異なる部分に焦点を当てて説明し、本実施例のインクタンク１００と同様な構成については、同じ番号を付すこととして説明を省略する。

図６は、変形例のインクタンク２００の構成を示した断面図である。図示した変形例のインクタンク２００では、空気取入口２１４が、インク室１１０の底部に近接する右側面部に設けられている。また、逆止弁２３０は、インク室１１０の右側側面部で、且つ、空気取入口２１４の直ぐ下の位置に対して、逆止弁１３０の一端（取付部２３４）が回動可能に取り付けられている。このように逆止弁２３０を設けることとしても、インクが逆流することによって、空気通路２２０から外部にインクが漏れ出すことを防止することができる。また、逆止弁２３０が開弁した状態では、蓋部２３２によって空気取入口２１４に位置に生じた細かい気泡がインク供給口１１２側への移動することを抑制することができ、逆止弁２３０が閉じる際には、図面上方向にインクの流れが生ずるので、この流れによって細かい気泡をインク供給口１１２から遠ざけることができる。その結果、上述した実施例のインクタンク１００と同様に、気泡がインクとともに噴射ヘッド２２に供給されて、インクの噴射不良などの不具合が発生することを抑制することが可能である。

以上、各種の実施形態を説明したが、本発明は上記すべての実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。

１０…インクジェットプリンター、 ２２…噴射ヘッド、
２６…インクチューブ、 ５０…タンクケース、 １００…インクタンク、
１１０…インク室、 １１２…インク供給口、 １１４…空気取入口、
１１６…注入口、 １１８…キャップ、 １２０…空気通路、
１３０…逆止弁、 １３２…蓋部、 １３４…取付部、
２００…インクタンク、 ２１４…空気取入口、 ２２０…空気通路、
２３０…逆止弁、 ２３２…蓋部、 ２３４…取付部

Claims (3)

1. 液体消費装置に液体を供給する液体容器であって、
   内部に液体を収容可能な液体収容部と、
   前記液体収容部から前記液体消費装置に向けて液体が流出する液体流出口と、
   前記液体容器の外部から前記液体収容室内に空気を取り入れる空気取入口と、
   前記空気取入口を塞ぐ蓋部が、該蓋部の一端側に設けられた取付部によって、該空気取入口が形成された前記液体収容部の内壁に対して回動可能に取り付けられた逆止弁と
   を備え、
   前記逆止弁は、前記蓋部によって前記空気取入口が塞がれた状態での前記取付部から該取付部の反対側に向かう方向が、該空気取入口から前記液体流出口に向かう方向とは異ならせて取り付けられている液体容器。
2. 前記逆止弁は、前記蓋部によって前記空気取入口が塞がれた状態で、前記取付部が該取付部の反対側の端部よりも前記液体流出口に近い位置に取り付けられている請求項１に記載の液体容器。
3. 請求項１または請求項２の何れかに記載の液体容器を備える液体消費装置。

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